02Lucene实现全文检索的流程

简介: 02Lucene实现全文检索的流程

索引和搜索流程图

1、绿色表示索引过程,对要搜索的原始内容进行索引构建一个索引库,索引过程包括:

确定原始内容即要搜索的内容 ->采集文档->创建文档->分析文档->索引文档

2、红色表示搜索过程,从索引库中搜索内容,搜索过程包括:

用户通过搜索界面->创建查询->执行搜索,从索引库搜索->渲染搜索结果

创建索引

对文档索引的过程,将用户要搜索的文档内容进行索引,索引存储在索引库(index)中。

这里我们要搜索的文档是磁盘上的文本文件,根据案例描述:凡是文件名或文件内容包括关键字的文件都要找出来,这里要对文件名和文件内容创建索引。

1. 获得原始文档

原始文档是指要索引和搜索的内容。原始内容包括互联网上的网页、数据库中的数据、磁盘上的文件等。

本案例中的原始内容就是磁盘上的文件,如下图:

从互联网上、数据库、文件系统中等获取需要搜索的原始信息,这个过程就是信息采集,信息采集的目的是为了对原始内容进行索引。

在Internet上采集信息的软件通常称为爬虫或蜘蛛,也称为网络机器人,爬虫访问互联网上的每一个网页,将获取到的网页内容存储起来。

Lucene不提供信息采集的类库,需要自己编写一个爬虫程序实现信息采集,也可以通过一些开源软件实现信息采集,如下:

Nutchhttp://lucene.apache.org/nutch), Nutch是apache的一个子项目,包括大规模爬虫工具,能够抓取和分辨web网站数据。

jsouphttp://jsoup.org/ ),jsoup 是一款Java 的HTML解析器,可直接解析某个URL地址、HTML文本内容。它提供了一套非常省力的API,可通过DOM,CSS以及类似于jQuery的操作方法来取出和操作数据。

heritrixhttp://sourceforge.net/projects/archive-crawler/files/),Heritrix 是一个由 java 开发的、开源的网络爬虫,用户可以使用它来从网上抓取想要的资源。其最出色之处在于它良好的可扩展性,方便用户实现自己的抓取逻辑。

本案例我们要获取磁盘上文件的内容,可以通过文件流来读取文本文件的内容,对于pdf、doc、xls等文件可通过第三方提供的解析工具读取文件内容,比如Apache POI读取doc和xls的文件内容。

2. 创建文档对象

获取原始内容的目的是为了索引,在索引前需要将原始内容创建成文档(Document),文档中包括 一个一个的域(Field),域中存储内容。

这里我们可以将磁盘上的一个文件当成一个document,Document中包括一些Field(file_name文件名称、file_path文件路径、file_size文件大小、file_content文件内容),如下图:

注意:每个Document可以有多个Field,不同的Document可以有不同的Field,同一个Document可以有相同的Field(域名和域值都相同)

每个文档都有一个唯一的编号,就是文档id。

3. 分析文档

将原始内容创建为包含域(Field)的文档(document),需要再对域中的内容进行分析,分析的过程是经过对原始文档提取单词、将字母转为小写、去除标点符号、去除停用词等过程生成最终的语汇单元,可以将语汇单元理解为一个一个的单词。

比如下边的文档经过分析如下:

原文档内容:

Lucene is a Java full-text search engine.  Lucene is not a complete
application, but rather a code library and API that can easily be used
to add search capabilities to applications.

分析后得到的语汇单元:

lucene、java、full、search、engine。。。。

每个单词叫做一个Term,不同的域中拆分出来的相同的单词是不同的term。term中包含两部分一部分是文档的域名,另一部分是单词的内容。

例如:文件名中包含apache和文件内容中包含的apache是不同的term。

4. 创建索引

对所有文档分析得出的语汇单元进行索引,索引的目的是为了搜索,最终要实现只搜索被索引的语汇单元从而找到Document(文档)。

注意:创建索引是对语汇单元索引,通过词语找文档,这种索引的结构叫 倒排索引结构

传统方法是根据文件找到该文件的内容,在文件内容中匹配搜索关键字,这种方法是顺序扫描方法,数据量大、搜索慢。

倒排索引结构是根据内容(词语)找文档,如下图:

倒排索引结构也叫反向索引结构 ,包括索引和文档两部分,索引即词汇表,它的规模较小,而文档集合较大。

查询索引

查询索引也是搜索的过程。搜索就是用户输入关键字,从索引(index)中进行搜索的过程。根据关键字搜索索引,根据索引找到对应的文档,从而找到要搜索的内容(这里指磁盘上的文件)。

1.用户查询接口

全文检索系统提供用户搜索的界面供用户提交搜索的关键字,搜索完成展示搜索结果。

比如:

Lucene不提供制作用户搜索界面的功能,需要根据自己的需求开发搜索界面。

2.创建查询

用户输入查询关键字执行搜索之前需要先构建一个查询对象,查询对象中可以指定查询要搜索的Field文档域、查询关键字等,查询对象会生成具体的查询语法,例如:

语法 “fileName:lucene”表示要搜索Field域的内容为“lucene”的文档

3.执行查询

搜索索引过程:

根据查询语法在倒排索引词典表中分别找出对应搜索词的索引,从而找到索引所链接的文档链表。

比如搜索语法为“fileName:lucene”表示搜索出fileName域中包含Lucene的文档。

搜索过程就是在索引上查找域为fileName,并且关键字为Lucene的term,并根据term找到文档id列表。

4.渲染结果

以一个友好的界面将查询结果展示给用户,用户根据搜索结果找自己想要的信息,为了帮助用户很快找到自己的结果,提供了很多展示的效果,比如搜索结果中将关键字高亮显示,百度提供的快照等。

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这么说吧,Lucene很简单,其实就是个框架,用于全文检索用的
我是风月连城,喜欢用简单的语言阐述知识点 长期分享原创java文章,分享进阶架构师学习笔记及学习资料 喜欢的大屌们可以关注下,共同学习,一起进步 ps:由于工资迟迟不发,影响心情,好几天没写文章.... Lucene是什么? 0 ) 关键词:Lucene ,搜索,全文检索 1)本质:一个Jar包,一个用于全文检索的框架 2)作用:Lucene不是一个完整的全文索引应用,而是一个用Java写的全文索引引擎工具包,它可以方便的嵌入到各种应用中实现针对应用的全文索引/检索功能。
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